夹具设计的基本原理.ppt

确定夹紧力大小的方法有两种： 经验类比法 分析计算法 K的取值范围一般为1.5~3，粗加工时取2.5~3，精加工时取1.5~2。 3.夹紧力大小 二、基本夹紧机构 常见的有斜楔、偏心、螺旋等，都是利用机械摩擦的斜楔自锁原理。 （一）斜楔夹紧 斜楔夹紧机构主要用于增大夹紧力或改变夹紧力方向。 图5-30 1.夹紧力的计算　　如图5-31所示，当斜楔处于平衡状态时，根据精力平衡，可得斜楔对工件所产生的夹紧力Q为：　 图5-31 2.自锁条件　　当工件夹紧并撤除源动力P后，夹紧机构依靠摩擦力的作用，仍然保持对工作的夹紧状态的现象称为自锁。 斜楔的自锁条件是： 　 3.扩力比　　扩力比也称扩力系数，是指在夹紧源动力P作用下，夹紧机构所能产生的夹紧力Q与P的比值。　 4.行程比　　把斜楔的移动行程L与工件需要的夹紧行程S的比值，称为行程比。　 5.应用场合　　斜楔夹紧机构结构简单、工作可靠，但机械效率较低，常用在工件尺寸公差较小的机动夹紧机构中。 （二）螺旋夹紧机构 　　螺旋夹紧结构简单，增力比大，自锁性好，夹紧可靠，所以在夹具中得到最广泛的应用。 螺杆1在2中转动而起夹紧作用。 螺母2采用可换式，其目的是为了内螺纹磨损后可及时更换。 螺钉3用以防止2的松动。 压块4是防止在夹紧时带动工件转动；并避免1的头部直接与工件接触而造成压痕，同时也可增大夹紧力作用面积，使夹紧更为可靠。 图5-32 式中： P—原始作用力；　 L—手柄长度； —螺杆下端（或压块）与工件接触处的当量摩 擦半径；　　 —螺旋作用中径之半；（作用中径为d平均）；　　　α—螺旋升角；　　　 —螺旋配合面的摩擦角（常取8°30′）。　　　 —螺杆下端（或压块）与工件接触处的摩擦角； 螺旋夹紧力的计算公式 在实际应用中，单螺旋夹紧机构常与杠杆压板构成螺旋压板组合夹紧机构，如图5-34 图5-34 （三）偏心夹紧机构 偏心夹紧机构是靠偏心轮回转时其半径逐渐增大而产生夹紧力来夹紧工件的，常与压板联合使用，如图5-35。 常用的有圆偏心和曲线偏心两种，可做成平面凸轮的形状。因圆偏心机构简单，制造方便，较曲线偏心应用广泛。 图5-35 偏心夹紧机构的夹紧原理与斜楔夹紧机构相似，区别：斜楔夹紧的楔角不变，偏心夹紧的楔角是变化的。 图5-36 偏心夹紧力的计算公式 式中： P—原始作用力；　 L—手柄长度；　　　 —偏心轮回转轴中心到夹紧点P的距离，单位为mm；　　　 —分别为偏心轮转轴处与作用点处的摩擦角。 图5-37 自锁条件 若 =0.1~0.5，则偏心夹紧的自锁条件可写为： 优点：操作方便、加紧迅速、结构紧凑 缺点：夹紧行程小、夹紧力小、自锁性能差 应用：常用于切削力不大、夹紧行程较小、振动较小的场合。 三、其他典型夹紧机构 1.铰链夹紧机构 优点：动作迅速，增力比大，易于改变力的作用方向 缺点：自锁性能差 应用：常用于气动、液动加紧中。 图5-38 2.定心夹紧机构 按工作原理可分为两类： （1）按等速移动原理工作的定心夹紧机构，如图5-39 （2）以均匀弹性变形原理工作的定心夹紧机构，如图5-40 图5-39 图5-40 3.联动夹紧机构 优点：减少工件装夹时间，简化结构 图5-41 第四节 专用夹具的设计方法 稳定地保证工件的加工精度； 提高生产率并降低成本； 具有良好的使用性； 具有良好的结构工艺性。 一、专用夹具的基本要求和设计步骤 基本要求 设计步骤 1.研究原始资料，明确设计任务 2.考虑和确定夹具结构方案，绘制结构草图 (1) 确定工件的定位方案，包括定位原理、方法、原件或装置； (2) 确定工件的夹紧方案和设计夹紧机构； (3) 确定夹具其他组成部分（如对刀装置、分度装置等）的结构方案； (4) 考虑各机构、元件的布局，确定夹具体和总体结构。 3.绘制夹具总图 4.绘制夹具零件图 二、夹具总图尺寸标注及技术要求的制定 1.夹具总图尺寸标注 夹具的外形轮廓尺寸 影响定位精度的尺寸 影响对刀精度的尺寸 夹具与机床的联接尺寸 其他重要配合尺寸， 如图5-42 图5-42 2.夹具总图技术要求的制订 (1) 定位元件的定位表面之间的相互位置精度； (2) 定位元件的定位表面与夹具安装之间的相互位置精度； (3) 定位表面与引导元件工作表面之间的相互位置精度； (4) 各引导元件工作表面之间的相互位置精度； (5)定位表面或引导元件的工作表面对夹具找正基准面的位置精度； (6)与保证夹具装配精度有关的或与检验方法有关的特殊的技术要求。 第五节 计算机辅助夹具设计 图5-43 CA